Slike, prenesene s spletne strani tiskovnega urada Massachusetts Institute of Technology, so na voljo neprofitnim organizacijam, medijem in javnosti pod licenco Creative Commons Attribution NonCommercial Non Derivatives License.Predloženih slik ne smete spreminjati, razen če so bile obrezane na pravilno velikost.Pri predvajanju slik je treba uporabiti kredit;če ni na seznamu spodaj, povežite sliko z »MIT«.
Raziskovalci na tehnološkem inštitutu v Massachusettsu so razvili prenosno napravo za razsoljevanje, ki tehta manj kot 10 kg, ki odstrani delce in sol za proizvodnjo pitne vode.
Naprava v velikosti kovčka porabi manj energije kot polnilnik za telefon, napaja pa jo lahko tudi majhna prenosna solarna plošča, ki jo je mogoče kupiti na spletu za približno 50 dolarjev.Samodejno proizvaja pitno vodo, ki presega standarde Svetovne zdravstvene organizacije.Tehnologija je zapakirana v uporabniku prijazno napravo, ki deluje napritisk na gumb.
Za razliko od drugih prenosnih aparatov za pripravo vode, ki zahtevajo, da gre voda skozi filter, ta naprava uporablja elektriko za odstranjevanje delcev iz pitne vode.Zamenjava filtra ni potrebna, kar močno zmanjša potrebo po dolgoročnem vzdrževanju.
To bi lahko omogočilo namestitev enote na oddaljena območja z zelo omejenimi viri, kot so skupnosti na majhnih otokih ali na krovu tovornih ladij na morju.Uporablja se lahko tudi za pomoč beguncem, ki bežijo pred naravnimi nesrečami, ali vojakom, ki sodelujejo v dolgotrajnih vojaških operacijah.
»To je resnično vrhunec 10-letnega potovanja zame in moje ekipe.Skozi leta smo delali na fiziki, ki stoji za različnimi postopki razsoljevanja, vendar smo ves ta napredek pospravili v škatlo, zgradili sistem in ga izvajali v oceanu.Zame je bila zelo koristna in nagrajujoča izkušnja,« je povedal višji avtor Jongyoon Han, profesor elektrotehnike, računalništva in bioinženiringa ter član Laboratorija za raziskave elektronike (RLE).
Khanu so se pridružili prvi avtor Jungyo Yoon, sodelavec RLE, Hyukjin J. Kwon, nekdanji podoktorski sodelavec, Sungku Kang, podoktorski sodelavec na univerzi Northeastern, in poveljstvo ameriške vojske za razvoj bojnih zmogljivosti (DEVCOM) Eric Braque.Študija je bila objavljena na spletu v reviji Environmental Science & Technology.
Yoon je pojasnil, da komercialne prenosne naprave za razsoljevanje običajno potrebujejo visokotlačne črpalke za pogon vode skozi filtre, ki jih je težko miniaturizirati, ne da bi pri tem ogrozili energetsko učinkovitost enote.
Namesto tega njihova naprava temelji na tehniki, imenovani polarizacija koncentracije ionov (ICP), ki jo je Khanova skupina uvedla pred več kot 10 leti.Namesto filtriranja vode postopek ICP uporabi električno polje na membrani, ki se nahaja nad in pod vodno potjo.Ko gredo pozitivno ali negativno nabiti delci, vključno z molekulami soli, bakterijami in virusi, skozi membrano, se od nje odbijajo.Nabiti delci so usmerjeni v drugi tok vode, ki se na koncu izvrže.
S tem postopkom se odstranijo raztopljene in suspendirane trdne snovi, tako da čista voda prehaja skozi kanale.Ker potrebuje le nizkotlačno črpalko, ICP porabi manj energije kot druge tehnologije.
Vendar ICP ne odstrani vedno vse soli, ki plava na sredini kanala.Zato so raziskovalci uvedli drugi postopek, imenovan elektrodializa, da odstranijo preostale ione soli.
Yun in Kang sta uporabila strojno učenje, da sta našla popolno kombinacijo modulov ICP in elektrodialize.Optimalna nastavitev je sestavljena iz dvostopenjskega procesa ICP, kjer voda prehaja skozi šest modulov v prvi fazi, nato skozi tri module v drugi stopnji, čemur sledi postopek elektrodialize.To zmanjša porabo energije, medtem ko se proces samočisti.
"Čeprav je res, da lahko nekatere nabite delce ujame membrana za ionsko izmenjavo, lahko, če so ujeti, zlahka odstranimo nabite delce s preprosto spremembo polarnosti električnega polja," je pojasnil Yun.
Skrčili so in pospravili module ICP in elektrodializo, da bi izboljšali njihovo energijsko učinkovitost in omogočili namestitev v prenosne enote.Raziskovalci so razvili napravo za nestrokovnjake, da začnejo postopek samodejnega razsoljevanja in čiščenja s samo enimgumb.Ko slanost in število delcev padeta pod določene pragove, naprava uporabnike obvesti, da je voda pripravljena za pitje.
Raziskovalci so ustvarili tudi aplikacijo za pametni telefon, ki brezžično nadzoruje napravo in sporoča podatke o porabi energije in slanosti vode v realnem času.
Po laboratorijskih poskusih z vodo različnih stopenj slanosti in motnosti (turbidity) so napravo testirali na terenu na bostonski plaži Carson Beach.
Yoon in Kwon sta škatlo postavila na breg in krmilnico spustila v vodo.Po približno pol ure je naprava napolnila plastično skodelico s čisto pitno vodo.
»Bilo je zelo razburljivo in presenetljivo, da je bil uspešen že ob prvi izstrelitvi.Ampak mislim, da je glavni razlog za naš uspeh kopičenje vseh teh majhnih izboljšav, ki smo jih naredili na poti, «je dejal Khan.
Nastala voda presega standarde kakovosti Svetovne zdravstvene organizacije, naprava pa zmanjša količino suspendiranih trdnih snovi za najmanj 10-krat.Njihov prototip proizvaja pitno vodo s hitrostjo 0,3 litra na uro in porabi le 20 vatnih ur na liter.
Po Khanovih besedah je eden največjih izzivov pri razvoju prenosnega sistema ustvariti intuitivno napravo, ki jo lahko uporablja vsak.
Yoon upa, da bo tehnologijo komercializiral prek zagonskega podjetja, ki ga namerava zagnati, da bi naredil napravo uporabniku prijaznejšo ter izboljšal njeno energetsko učinkovitost in zmogljivost.
V laboratoriju želi Khan lekcije, ki se jih je naučil v zadnjem desetletju, uporabiti pri vprašanjih kakovosti vode poleg razsoljevanja, kot je hitro odkrivanje onesnaževal v pitni vodi.
"To je vsekakor vznemirljiv projekt in ponosen sem na napredek, ki smo ga dosegli do zdaj, vendar nas čaka še veliko dela," je dejal.
Medtem ko je na primer »razvoj prenosnih sistemov, ki uporabljajo elektromembranske procese, izvirna in zanimiva pot za razsoljevanje vode v majhnem obsegu zunaj omrežja«, lahko učinki onesnaženja, zlasti če ima voda visoko motnost, znatno povečajo zahteve po vzdrževanju in stroške energije , ugotavlja Nidal Hilal, prof. inženir in direktor vodnega raziskovalnega centra v Abu Dhabiju na Univerzi v New Yorku, ki ni bil vključen v študijo.
"Druga omejitev je uporaba dragih materialov," je dodal."Zanimivo bo videti podobne sisteme, ki uporabljajo poceni materiale."
Študijo so delno financirali DEVCOM Soldier Center, Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), Northeastern University Postdoctoral Fellowship Programme in Experimental Artificial Intelligence in Ru Institute of Artificial Intelligence.
Raziskovalci v Laboratoriju za raziskave elektronike MIT so razvili prenosni aparat za pripravo vode, ki lahko spremeni morsko vodo v varno pitno vodo, pravi Ian Mount iz revije Fortune.Mount piše, da sta raziskovalec Jongyun Khan in podiplomski študent Bruce Crawford ustanovila Nona Technologies za komercializacijo izdelka.
Raziskovalci na tehnološkem inštitutu v Massachusettsu "so razvili prosto lebdečo napravo za razsoljevanje, sestavljeno iz več plasti uparjalnikov, ki vračajo toploto iz kondenzacije vodne pare, s čimer povečajo svojo splošno učinkovitost," poroča Neil Nell Lewis iz CNN."Raziskovalci predlagajo, da bi ga lahko konfigurirali kot plavajočo ploščo na morju, po ceveh dovajali sladko vodo do obale ali pa bi ga lahko oblikovali tako, da služi enemu gospodinjstvu, ki ga uporablja v rezervoarju za morsko vodo," je zapisal Lewis.
Raziskovalci MIT so razvili prenosno napravo za razsoljevanje v velikosti kovčka, ki lahko spremeni slano vodo v pitno vodo.pritisk na gumb, poroča Elisaveta M. Brandon iz podjetja Fast Company.Naprava bi lahko bila "bistveno orodje za ljudi na oddaljenih otokih, tovornih ladjah na morju in celo v begunskih taboriščih blizu vode", je zapisal Brandon.
Poročevalka o matični plošči Audrey Carlton piše, da so raziskovalci MIT razvili »prenosno napravo za razsoljevanje brez filtra, ki uporablja sončna električna polja za odvračanje nabitih delcev, kot so sol, bakterije in virusi«.Zaradi naraščajoče gladine morja je pomanjkanje vedno večji problem za vse.Nočemo črne prihodnosti, vendar želimo pomagati ljudem, da se pripravijo nanjo.«
Nova prenosna naprava za razsoljevanje na sončno energijo, ki so jo razvili raziskovalci MIT, lahko proizvaja pitno vodo nadotik gumba, kot pravi Tony Ho Tran iz The Daily Beast."Naprava ni odvisna od nobenih filtrov kot običajni vodni aparati," je zapisal Tran."Namesto tega vodo udari z električnim udarom, da iz vode odstrani minerale, kot so delci soli."